工業互聯網平臺供應鏈協同管理研究

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摘要：隨著工業化和信息化的深度融合，工業互聯網推動供應鏈走向變革，以工業互聯網平臺為載體的供應鏈協同管理逐漸呈現其優勢。文章通過分析當前供應鏈協同管理的現狀，探討了工業互聯網平臺環境下供應鏈協同管理的主要功能和優勢。研究表明，工業互聯網平臺有助于提高供應鏈協同管理的整體水平，降低供應鏈整體成本和風險，加速工業互聯網平臺的推廣應用以及中小企業上云是未來供應鏈協同管理深入發展的關鍵。

關鍵詞：工業互聯網平臺；供應鏈協同管理；供應鏈數

字化工業互聯網做為第四次工業革命和制造業數字化轉型的重要基石，成為“后疫情”時代供應鏈變革的驅動力[1]。工業互聯網平臺是工業互聯網的核心，是大數據、人工智能、物聯網、云計算等新一代信息技術在工業領域的集成應用，能促進工業全要素、全產業鏈、全價值鏈深度互聯，驅動制造業的轉型升級[2]。據報道，國內已建成超過70個有影響力的工業互聯網平臺，接入平臺的機器設備超過4000萬套。隨著全球工業互聯網平臺市場規模的快速增長，其將成為最重要的全球性產業。目前，工業互聯網平臺已被廣泛應用于生產管理、設備健康管理、供應鏈管理等多種場景，例如航天云網INDICS、海爾COSMOPlat、西門子MindSphere等。供應鏈協同管理是通過對供應鏈各節點進行管理，調整供應鏈結構，共享供應鏈信息，優化供應鏈物流，以提高供應鏈的整體價值和競爭力。當前的供應鏈市場以B2B供應鏈為主，其市場廣大，需要多方協作，但目前B2B供應鏈上的各個節點仍然是一個信息孤島，造成供應鏈協同管理的信息閉塞、可視性差以及協同效率低等問題，其主要原因是制造商與上下游供應商、零售商以及消費者之間缺乏高效的連接手段[3]。而且隨著消費需求日趨多元化，制造商獲取及預測消費者需求的難度逐漸增大[4]，導致制造商在產品研發和生產制造中需要承擔更大的成本和風險[5]。在這種背景下，以工業互聯網平臺為基礎的供應鏈協同管理應運而生。工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理，將制造商、供應商、分銷商、消費者以及整個生產線緊密的連接起來，通過大數據、人工智能等手段加強供應鏈的協同管理，從而提高供應鏈中資源配置和信息共享的效率。本文通過分析當前供應鏈協同管理的框架及存在的問題，探討工業互聯網平臺環境下供應鏈協同管理的主要功能和優勢，最后對供應鏈協同管理的未來發展進行了展望。

1供應鏈協同管理的框架及問題

1.1供應鏈協同管理的框架

供應鏈協同管理是指供應鏈中各節點通過協作和協調，提高供應鏈運行效率的過程。供應鏈協同管理一般包含業務流程、管理組件和供應鏈結構三個要素[6]（見圖1）。其中，業務流程是指對客戶產生特定價值的活動，包括客戶關系管理、客戶服務管理、需求管理、訂單執行、制造流程管理、采購、產品開發和商業化。管理組件是結構化和管理業務流程的組建，它們決定了如何管理和構建業務流程以及供應鏈，重要的管理組建主要有計劃與控制、工作結構、組織結構、產品結構、產品生產流程、信息流程、管理方法、權利與領導架構、風險和報酬以及文化等。從產品全生命周期來看，當前的供應鏈協同管理大多為端到端的橫向供應鏈流程管理，如圖2所示。由圖2可知，當前的供應鏈協同管理是以核心企業為中心的網絡結構，而且所有的節點都參與從原材料到最終消費者的供應鏈。供應鏈協同管理的效率取決于產品復雜性、供應商的數量、原材料的可用性、供應鏈長度以及客戶的數量。對大多數制造商而言，其上下游的供應商、分銷商以及消費者各自形成一個網絡，然后通過制造商連接形成整個完整的供應鏈網絡。在這種網絡結構中，各供應鏈節點的信息需要依賴供應鏈逐級傳達，而且各節點之間的關系緊密程度不同，重要節點間可能需要更緊密的關系管理，節點企業需要根據自身狀況選擇最合適的合作伙伴，此時各節點的信息共享就更加重要。供應鏈協同管理按照層次結構可以劃分為戰略層、策略層和技術層，如圖3所示。戰略層是供應鏈協同的最高層，其決定了供應鏈協同中規章制度的制定，為供應鏈協同管理中的各類問題提供策略和指引。策略層協同面向供應鏈節點企業的具體業務流程，包含需求計劃協同、采購與庫存協調、生產制造協同、訂單協同、物流與分銷協同、銷售與服務協同等。技術層協同是戰略協同和策略協同的基礎，其提供了各節點企業進行信息溝通所需的各類技術和設備。

1.2供應鏈協同管理的問題

隨著信息技術的不斷進步，供應鏈協同管理的內涵和方式也在不斷演變和完善。根據美國生產與庫存管理協會（AmericanProductionandInventoryControlSociety,APICS）的研究，供應鏈協同管理的發展可分為供應鏈孤島、供應環、內部供應鏈集成和拓展供應鏈四個階段。目前我國大多數企業的供應鏈協同管理以B2B供應鏈為主，采用ERP等軟件實施供應鏈協同管理。這種供應鏈協同管理增強了企業內各部門間的合作和聯系，提高了庫存管理、物流管理、銷售管理等業務的效率。但B2B環境下的供應鏈仍然是點對點的連接，各節點企業是信息孤島，缺乏高效的信息、數據共享手段。具體而言，當前的供應鏈協同管理還存在以下問題：（1）市場響應能力遲鈍。通過信息的透明度減少不確定性是供應鏈協同管理的主要目標。因為不可預測的或不真實的需求信息容易造成需求放大，這導致服務質量下降、庫存積壓或缺貨等現象。因為信息孤島的存在，使外部信息來源不能與供應商的生產流程和庫存管理聯系起來，因為在許多情況下，供應商無法從所有分銷渠道獲得詳細信息。此外，由于節點企業的信息化和集成化程度低，各節點間缺乏有效的溝通渠道和溝通機制，各節點也沒有將合作伙伴的信息整合到自己的運營管理中，使得整個供應鏈網絡對市場波動和突發事件的響應能力減弱。（2）集成化程度低。當前的供應鏈協同管理中各節點企業是相對獨立的，供應商、制造商、分銷商、消費者、渠道商、第三方物流等之間缺乏高效的連接手段，導致供應鏈中信息和數據的透明度較差。此外，信息流通不暢使各節點都尋求自身利益最大化，忽略了供應鏈整體的價值和競爭優勢，造成了供應鏈整體的穩定性和質量下降。（3）供應鏈失調。由于當前供應鏈協同管理中各節點的信息不對稱，使信息在傳遞過程中被扭曲或更改，容易造成供應鏈產品的原材料采購、生產、銷售出現供需不平衡，從而影響供應鏈的穩定。綜上所述，當前供應鏈協同管理存在問題的主要原因是信息、數據共享和流通的效率較低，以及供應鏈各節點缺乏協同共享的平臺。工業互聯網平臺的出現為供應鏈協調管理中的信息集成和共享提供了新的解決方案。

2工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理

2.1工業互聯網平臺與供應鏈協同管理

工業互聯網平臺是面向制造業數字化、網絡化和智能化需求，通過構建海量數據驅動的服務體系，來支撐制造資源合理配置和彈性供給的工業云平臺，供應鏈協同管理是工業互聯網平臺的重要應用場景之一。在工業互聯網體系架構中，公共標識解析服務為供應鏈協同解決了多源異構數據互聯互通的問題，提高了供應鏈各節點間的協同能力，有利于數據的集成應用。工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理是通過云平臺將供應鏈各節點進行全面連接，以滿足節點企業多組織、多地點、多工廠等協同需求，打通企業內部以及上下游供應商、零售商和客戶間的信息溝通渠道，其協同管理架構主要包含邊緣層、功能層、業務層以及用戶層，如圖4所示。（1）邊緣層。邊緣層是工業互聯網平臺的基礎，主要提供數據接入、數據預處理、協議解析和邊緣數據分析等功能。數據接入包括各類設備的采集數據，供應鏈各節點企業共享的需求信息、財務信息等數據，以及ERP、MES等信息系統的數據，實現對供應鏈各節點數據的全面深入連接。數據預處理和協議解析是對供應鏈各節點和設備上傳的數據進行格式統一和解析，并對數據進行清洗和壓縮，確保數據的可用性和真實性。邊緣數據分析是針對供應鏈各節點上傳的數據開展實時分析和反饋控制，并為供應鏈協同管理應用的開發提供支撐，比如訂單管理系統、運輸管理系統、倉儲管理系統等應用。（2）功能層。功能層針對供應鏈協同管理中的各類業務，提供數據管理、用戶管理、供應商協同管理、采購協同管理、庫存協同管理、財務協同管理、生產協同管理、銷售協同管理等業務功能，且各業務功能以工業互聯網平臺下的資源管理、數據管理與服務、數字化工具以及模型為支撐。平臺資源管理是通過集成大數據、云計算、人工智能等各類技術，實現對供應鏈中各類資源的調度和管理，比如供應鏈中原材料的采購、產品配送、人員調度等。數據管理與服務是對海量數據進行分類、共享和可視化，為各類模型的構建和分析提供可靠的數據源，比如需求預測模型、銷量預測模型等。數字化工具是ERP、MES、CAD等各類工具的集成，供應鏈各節點可以使用這些工具開展業務，比如制造商可以借助ERP進行生產調度、人員管理、質量管理等。模型管理是利用大數據分析、統計分析、仿真分析等技術方法，實現對供應鏈系統中海量數據的挖掘分析，比如面向制造商的供應商選擇模型、面向物流運輸的路徑優化模型等。具體而言，工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理主要有以下功能：數據管理。對供應鏈中各節點企業、設備、產品等數據源的信息進行分類處理和存儲，實現數據的互聯互通。用戶管理。對接入平臺的各個節點進行管理，包括用戶注冊、用戶基本信息編輯、用戶搜索、密碼管理等。供應商協同管理。對供應商進行評估和選擇，包括供應商信息、合同管理、資質審查、樣品管理以及潛在供應商發現等?；诠I互聯網平臺，制造商、分銷商以及終端客戶都可以與供應商進行實時溝通，了解供應商的詳細信息，比如財務狀況、產品質量、運營狀況等。采購協同管理。對每筆采購訂單的申請、訂貨、入庫以及退貨等全過程進行管理，包括訂單交付管理、訂單變更管理、通知送貨、異常訂單管理、采購報表分析等。庫存協同管理。對采購、生產和銷售中涉及的材料和產品進行管理，包括布局管理、出入庫管理以及庫存監控等。庫存協同管理功能可以幫助供應鏈各個節點了解制造商的庫存情況，解決了供需不匹配、價格虛假等問題。財務協同管理。對供應鏈各節點間的交易信息和結算進行管理，包括交易明細清單管理、結算清單管理、出入賬管理和財務報表分析和可視化等。供應鏈各節點可以借助該功能直觀了解合作伙伴的財務狀況，預測未來的需求和收益，由此提高了整個供應鏈的信息透明度和公平性。生產協同管理。對產品的生產流程和質量進行管理，包括生產設備監控、生產流程優化、產品質量檢測等。生產協同管理功能不僅有助于制造商提高產品生產效率，還幫助上下游供應商、分銷商和消費者對制造商生產過程進行監督，實時了解制造商的生產過程和產品質量，提高供應鏈合作的質量和效率。銷售協同管理。對企業的銷售業務進行管理，包括銷售訂單管理、發貨管理、退換貨管理、分銷管理、折扣管理等。銷售協同管理有助于供應鏈各節點互相共享銷售數據，提高供應鏈的供需匹配程度，降低企業經營成本和風險。同時，銷售協同管理還提供實時的銷售數據分析、銷售預測、需求規劃、供應規劃等功能，幫助供應鏈各節點提升經濟效益。（3）業務層。業務層是通過調用功能層的各種業務功能，來實現從需求計劃到客戶服務的整個供應鏈協同管理。供應鏈中的每項業務都有相對應的功能來支撐，例如采購業務可以通過采購協同管理功能對供應商進行對比選擇、庫存查詢、合同管理、訂單管理、確認收貨、財務付款、進度評估等。（4）用戶層。用戶層是供應鏈各個節點的集成，主要包括供應商、制造商、分銷商和消費者。工業互聯網平臺下的供應鏈將各節點有效連接在一起，通過高效的溝通渠道實現各節點的互聯互通，促進各節點需求的快速匹配和協同管理。同時，工業互聯網平臺為各個節點提供所需的信息和資源，確保供應鏈中信息的透明度，提高供應鏈協同管理的效率。

2.2工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理優勢

（1）全面信息共享。工業互聯網平臺可以接入多個供應鏈和節點企業，解決了當前供應鏈協同管理存在的地理限制和時間限制。企業通過平臺可以在全球范圍內尋找最合適的供應商和合作伙伴，有助于提高供應鏈的整體質量和市場的競爭活力。工業互聯網平臺還集成了供應鏈上下游各節點的協同合作，實現了供應商、制造商、分銷商、渠道商和消費者之間數據的深度共享，有效降低了供應鏈成本，提高了供應鏈的響應能力。另外，工業互聯網標識解析系統為供應鏈提供了規范的公共標識解析服務，打通了供應鏈上下游信息、數據、資源的高效協同，破除了信息孤島，提高了供應鏈各節點間的協同能力。（2）大數據驅動。工業互聯網平臺大數據能有效監視和分析供應鏈各個節點的生產運作情況，幫助節點企業快速處理運營中的問題。大數據驅動的供應鏈協同管理的優勢主要有以下幾個方面：大數據可以幫助企業對歷史用戶的銷售數據、采購數據等進行搜集與分析，合理的預測消費者的購買行為，有效的預知市場需求所在，為市場反應提供了可靠的基礎。在此基礎之上，企業可以構建出市場的需求供應模型，幫助企業有效的識別市場所需，加大其對核心業務的投入，實現穩步利潤增長。同時能夠幫助企業及時有效的去掌握原材料的采購信息，這使得存貨的采購人員能夠從勞動中解脫，進一步去開展高價值的企業活動，為企業創造更大的價值。通過工業互聯網平臺大數據，企業可以采用有效的軟件去操控生產流程，實現基于大數據的數字化生產模式。企業利用消費支付以及購買行為的數據分析能夠更加準確地預測消費者需求，將其充分融入到企業產品的生產和設計中去，極大增強企業的市場競爭力。大數據能夠快速融入到供應鏈，不僅在于其能夠幫助企業精準快速地作出決策行為，還在于企業借助其能夠對供應鏈中存在風險進行合理的規避。大數據技術能夠有效地促進供應鏈高效的分配企業資源，最大地縮短企業配送時間。借助工業互聯網平臺大數據，企業可以有效針對物流運輸環節的路線進行合理的規劃和安排，找到最佳運輸路線，對物流運輸過程中的路況進行實時的監控，盡可能地避免擁擠路段，對天氣狀態也可以進行有效監控，在惡劣天氣合理地安排物流運輸，提高了企業物流的配送效率。大數據技術可以整體地提升企業財務管理的效率，有效地降低供應鏈內部的各個環節之間的交易成本，同時也能夠更好地為企業的財務預測服務。（3）功能配置完善。工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理提供了供應鏈中所有的核心業務功能，能滿足供應鏈各節點的業務需求。而且物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術全面提升了各業務功能的運行效率，比如智能倉儲管理、智能配送、智能財務等。（4）時效性高。工業互聯網平臺可以實時跟蹤供應鏈各節點的生產狀況，對異常的供應鏈節點快速排查和處理，提高了供應鏈整體運行的效率。例如制造商可通過工業互聯網平臺實時跟蹤原材料消耗情況，結合庫存靈活安排供應商進行精準配貨，實現零庫存管理，有效降低庫存成本。

3結論

工業互聯網平臺環境下的供應鏈協同管理是實現供應鏈數字化轉型的重要手段，是未來供應鏈變革的重要方向。但目前工業互聯網平臺下的供應鏈協同管理尚處于發展初期，在各個行業中的應用才剛剛展開。隨著工業互聯網平臺的蓬勃發展，供應鏈協同管理的數字化和智能化程度將越來越高，加速工業互聯網平臺的推廣應用和中小企業上云是推動供應鏈協同發展更加深入的關鍵。

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作者：何有龍 李向東 劉欣 孫紅桃